Ang Photosynthetic Short-Cut ay Pinapagana ang Mga Puno ng Pasko upang Manatiling Green sa Taglamig

Puno ng winter pine. Kredito: Montage ni Stefan Jansson at Pushan Bag

Paano magagamit ang mga conifers halimbawa tulad ng mga puno ng Pasko na nagtatago ng kanilang mga berdeng karayom ​​sa tuktok ng taglamig na taglamig kung ang karamihan sa mga puno ay nahuhulog sa kanilang mga dahon? Ang agham ay hindi nakapagbigay ng magandang sagot sa katanungang ito ngunit ngayon isang internasyonal na pangkat ng mga siyentista, kabilang ang mga mananaliksik mula sa Umeå University, ay natagpuan na ang isang maikling pagputol sa potensyal sa pag-print ay nagbibigay-daan mga karayom ​​sa mga puno ng pino na patuloy na berde. Ang pag-aaral ay na-publish sa journal Mga Likas na Komunikasyon.

Sa taglamig, ang ilaw na enerhiya ay hinihigop ng berdeng mga chlorophyll Molekyul ngunit hindi ginagamit sa mga hilaw na reaksyon sa photosynthetic na makinarya habang ang mga nagyeyelong temperatura ay tumitigil sa karamihan ng mga reaksyong biochemical. Lalo na ito ay isang problema sa unang bahagi ng tagsibol kung ang temperatura ay maaari pa ring maging napakababa, ngunit ang araw ay mainit na, at ang labis na ilaw na enerhiya ay maaaring makapinsala sa mga protina sa photosynthetic na makinarya. Ipinakita ng mga mananaliksik na ang photosynthetic apparatus ay ginagamit sa isang espesyal na paraan na pinapayagan ang mga pine needle na manatiling berde sa buong taon.

Sa ilalim ng normal na kondisyon, ang dalawang photosystems, ang dalawang yunit ng pagganap na kung saan ang enerhiya ng ilaw ay hinihigop at ginawang matapang na kemikal, ay nakaimbak sa bawat isa upang maiwasan ang isang maikli at mahusay na operasyon. potosintesis. Sa taglamig, ang istraktura ng thylakoid membrane, kung saan matatagpuan ang dalawang photosystems, ay naayos muli na dinadala ang dalawang photosystem sa pisikal na pakikipag-ugnay. Ipinakita ng mga mananaliksik na ang photosystem II ay direktang nag-abuloy ng enerhiya sa photosystem I at piniprotektahan ng short-cut mode na ito ang berdeng klorofil at mga karayom ​​kapag naging malubha ang mga kondisyon.

“Sinundan namin ang maraming mga puno ng pine na tumubo sa Umeå sa hilagang Sweden ng tatlong beses,” sabi ni Pushan Bag, isang mag-aaral sa PhD sa Umeå University, na nangolekta ng mga sampol sa buong taon at gumawa ng pagsusuri. “Mahalagang gawin natin ang mga” tuwid sa labas “na mga karayom ​​upang maiwasan na maiakma sa mas mataas na temperatura sa paligid ng lab bago namin suriin ang mga ito halimbawa ng electron microscopy na ginagamit namin upang makita ang istraktura ng thylakoid lamad. “

Ang lahat ng mga halaman ay may mga balbula sa kaligtasan upang harapin ang labis na enerhiya ng ilaw na nawala na tulad ng init o bilang ilaw upang mag-apoy Gayunpaman, ang mga conifers lamang ang may ganoong malakas na mga balbula na mapapanatili nila ang photosynthetic aparatus sa sobrang lamig na panahon ng taglamig. Ang koponan ng pananaliksik ay pinagsasama ang pagsusuri ng biochemistry at ultrafast fluorescence, isang sopistikadong pamamaraan na maaaring malutas ang ilaw ng fluorescent na chlorophyll sa oras ng picosecond. Tulad ng naturan, maaari nilang ipakita kung paano makitungo ang mga karayom ​​ng pine sa sobrang lakas na enerhiya upang maprotektahan ang kanilang sensitibong photosynthetic apparatus mula sa pinsala.

“Kailangan nating ayusin ang kagamitan upang mapag-aralan ang mga karayom ​​ng pine sa malamig na temperatura upang mahuli ang natatanging mekanismo,” paliwanag ni Volha Chukhutsina mula sa Vrije Universiteit Amsterdam, na gumagawa ng karamihan sa ultrafast fluorescence analysis. “Sinubukan din namin ang mga karayom ​​na pustura ngunit mahirap makarating nang maayos sa kagamitan.”

Si Alfred Holzwarth, na lumikha ng isang sukat ng oras upang masukat ang pag-ilaw, ay nagdadagdag: “Binibigyan kami ng mga karayom ​​ng pine ng isang pagkakataon na pag-aralan ang mekanismong ito ng pagpapaikli – na tinatawag ding spill-over – sapagkat talagang nagpapakita sila ng isang malubhang pagbagay. “

Ang pag-aaral ay isinasagawa sa mga puno ng pine, ngunit naniniwala ang mga mananaliksik na ang mekanismo ay maaaring katulad sa iba pang mga species ng conifer – tulad ng karaniwang Christmas spruces at fir fir – sapagkat mayroon silang parehong photosynthetic apparatus.

“Ang kamangha-manghang pagbabago ay hindi lamang nagpapasaya sa atin sa oras ng Pasko ngunit napakahalaga rin nito para sa mga tao,” sabi ng propesor na si Stefan Jansson mula sa Umeå University. “Ang mga conifers na hindi makakaligtas sa matinding malamig na klima ng taglamig sa maraming lugar sa hilagang hemisphere ay maaaring hindi mga kolonya habang ang mga conifer ay nagbibigay ng gasolina, tirahan, at iba pang mga pangangailangan. Inilalagay pa rin nila ang batayang pang-ekonomiya ng karamihan sa rehiyon ng circumpolar taiga. “

Sanggunian: “Direktang paglipat ng enerhiya mula sa photosystem II sa photosystem na ibinigay ko sa pagpapatuloy ng taglamig ng Scots Pine” ni Pushan Bag, Volha Chukhutsina, Zishan Zhang, Suman Paul, Alexander G. Ivanov, Tatyana Shutova, Roberta Croce, Alfred R. Holzwarth at Stefan Jansson, 15 Disyembre 2020, Mga Likas na Komunikasyon.
DOI: 10.1038 / s41467-020-20137-9

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang “misteryo ng nawawalang yelo” ay sa wakas ay nalutas sa paggalaw ng crust ng Earth

Greenland Glaciers 2018. Credit: NIOZ, Kim Chatter Isang bagong pandaigdigang muling pagtatayo ng yelo sa nakaraang 80,000 taon. Sa panahon ng mga yelo, bumabagsak ang pandaigdigang...

Isang Hindi Inaasahang Pag-ikot sa Quantum Physics Maaaring Maipaliwanag ang Imbalanse ng Matter / Antimatter

Kakulangan ng mahusay na proporsyon sa qubits, hindi maitama ang mga error dito computing ng kabuuanngunit maaari nitong ipaliwanag ang kawalan ng timbang ng...

Ang Unang Taong Tao sa New England Maaaring Magbahagi ng Landscape Sa Mga Woolly Mammoths

Kopya ng isang Woolly mammoth (Mammuthus primigenius) sa Royal BC Museum sa Victoria, British Columbia, Canada. Ipinakita mula 1979, at ang balahibo ay...

Natuklasan ng mga Siyentista ang Mga Bagong Selula na Nasasangkot sa Malalang Sakit at Pamamaga – Tumpak, Bagong Target para sa Paggamot

Ang pagguhit ng gulugod ng mga cell ng pro-namumula (pula) at anti-namumula MRC1 + macrophages (asul). Kredito: Zylka Lab, UNC School of Medicine Ang...

Salamat sa bagong katalista, ang paggawa ng styrene ay mas mura at berde

Kredito: estado ng NC Ang mga siyentipiko ng engineering ng kemikal ay bumuo ng isang bagong katalista na makabuluhang nagdaragdag ng ani ng paggawa...

Newsletter

Subscribe to stay updated.